Prévia do material em texto

Bioeletricidade – potências bioelétricos – bioeletrogenese
• Introdução
-Sendo os seres vivos máquinas elétricas, é natural que seus elementos usem e produzam eletricidade;
-As células vivas apresentam uma diferença de potencial entre os dois lados da membrana;
-Com exceção de algumas raras células vegetais, o interior é sempre NEGATIVO, e o exterior POSITIVO.
- A origem desses potenciais é uma distribuição assimétrica de íons, especialmente de Na+, K+, Cl- e HPO4.
• O potencial existe sob duas formas principais:
a) Potencial de Repouso, ou de estado fixo, mais ou menos em estado estacionário.
b) Potencial de Ação, que é uma variação e propagação brusca do potencial, e pode conduzir importantes mensagens.
- Durante o potencial de repouso, a célula deve ser capaz de manter certa diferença de potencial entre os meios intra e extracelulares, portanto, não deve ganhar ou perder carga negativa e também não deve ganhar ou perder carga positiva;
- A membrana plasmática fecha todos os canais iônicos na tentativa de manter as concentrações, porém não é capaz de impedir totalmente o movimento desses íons;
- Os íons sódio movimentam-se para o interior da célula através da membrana por canais vazantes, enquanto o potássio sai também por canais vazantes.
O fluxo dos dois íons não é coincidente, o sódio leva mais cargas positivas para o meio intracelular do que aquelas retiradas pelo potássio no seu movimento passivo de efluxo, assim se considerarmos só o movimento passivo a célula estará ganhando carga positiva durante este processo. Este fato não se verifica durante o potencial de repouso.
• Potenciais Biológicos
Por associação de mecanismos ativos e passivos, os biossistemas produzem e utilizam uma variada gama de potenciais elétricos.
• Potencial de Repouso
- Tem origem em um mecanismo simples, de alternância entre transporte ativo e transporte passivo de pequenos íons;
- Em linhas gerais, o processo ocorre em relação às concentrações e o tipo de transporte (ativo e passivo) de cada íon.
• Em linhas gerais, o mecanismo ocorre assim em três fases:
1. Primeira fase – Os íons Na+ entram passivamente na célula através do gradiente de concentração;
2. Segunda fase – A célula expulsa esses íons ativamente, ao mesmo tempo que introduz, também ativamente, um íon K+;
3. Terceira fase – Esse íon K+ tem grande mobilidade, e volta passivamente para o lado externo da membrana, conferindo-lhe carga positiva. Do lado interno, íons fosfato e especialmente proteínas aniônicas fornecem a carga negativa.
- O íon Cl- acompanha passivamente, por atração elétrica, o íon Na+, e diminui o potencial elétrico para alguns milivolts; ficando assim a célula polarizada. - Um aspecto importante desse potencial, é que os íons envolvidos na sua geração, representam uma parte infinitesimal, mínima, das concentrações desses íons; - As concentrações iônicas intra e extracelular permanecem constantes durante todo o tempo; - Todas as células possuem potencial transmembrana, que desaparece com a morte celular.
• Potencial de Ação
- O potencial de repouso pode ser anulado pela aplicação de um potencial de mesma magnitude e polaridade inversa;
- Em certos tecidos, chamados de excitáveis, após um choque uma série de eventos podem acontecer, envolvendo toda a célula;
- Esse fenômeno se passa em três fases: Despolarização (D), Polarização Invertida (I) e Repolarização ®, e se propaga a partir do local excitado.
- A onda de despolarização (D) se inicia no local da membrana que recebe a excitação. Ela se propaga, sendo seguida imediatamente pela onda de polarização invertida (I), que começa no mesmo local.
- Imediatamente após, começa a repolarização (R), que é a volta ao normal da polaridade.
- De um modo geral; a duração do potencial de ação é muito pequena. Em células de mamíferos, é de alguns milissegundos. 
- Vários estímulos podem deflagrar o potencial de ação: químicos, elétricos, eletromagnéticos, e até mecânicos.
- Há células especiais, auto-excitáveis, que geram ritmicamente o potencial de ação; 
- São responsáveis pelo início dos movimentos repetitivos biológicos, como batimentos cardíacos e frequência respiratória.
- Há uma relação entre as variações elétricas do potencial de ação, e os movimentos iônicos trans membrana. 
1. DESPOLARIZAÇÃO: Abertura dos canais de Na+, com penetração de uma diminuta quantidade de ions Na+ suficiente para anular a diferença do potencial transmembrana. 
2. POLARIZAÇÃO INVERTIDA: Continua a entrada de Na+, e com um pouco mais desses ions, a parte interna da célula fica positiva. 
3. REPOLARIZAÇÃO - Logo em seguida, fecham- se os canais de Na+; e o ion K+ sai da célula, repolarizando-a. 
A bomba de sódio se encarrega de expulsar o pequeno excesso de íons Na+ a que estava no interior da célula, e tudo volta ao estado inicial.
- O potencial de ação se propaga através de células e também intercélulas, nos tecidos excitáveis; 
- Um exemplo de tipo celular em questão que pode representar os tipos de PA, são as células nervosas; 
- Os nervos são formados de células que podem atingir metros de comprimento, e constituem estruturas adequadas para estudo da propagação do PA.
- Tanto o PR como o PA são mecanismos muito sensíveis às condições intra e extracelulares; 
- Variações na concentração iônica se refletem na magnitude e duração desses potenciais; 
- O aumento do K+ externo [K*] e diminui o PR de -70 mV até 0, e mesmo chega a inverter para + 10 mV;
- A célula não sobrevive muito tempo nessas condições, que não chegam a ocorrer in vivo; 
- A explicação é a seguinte: com o aumento do K+ e , diminuição do gradiente [K+] e [K+]i, com consequente diminuição do transporte 
passivo de K+ para o exterior da membrana.
- A diminuição do [Na+] e (sódio externo), provoca baixa do PA, porque há menor concentração de sódio para entrar rapidamente na célula, durante as fases de despolarização e polarização invertida do PA; 
- Entretanto, a diminuição do Na+ não afeta muito o PR, porque esse íon é lentamente transportado na gênese do PR.
- Algumas substâncias que bloqueiam o canal de sódio, a bomba de sódio, ou o metabolismo da membrana, ou da célula, substâncias que ocupam os receptores, podem alterar bastante o PR, e especialmente, o PA.
• Nervos Mielínicos e Amielínicos – Condução Saltatória 
- Existem dois tipos de nervos, bem estudados histologicamente.
1. AMIELÍNICOS OU AMIELINADOS – A membrana do axônio está em contato direto com os tecidos vizinhos.
2. MIELÍNICOS OU MIELINADOS – A membrana do axônio é envolvida pela célula de Schwan, cuja membrana é rica em uma lipoproteína, 
chamada mielina. As partes descobertas são os nódulos de Ranvier.
- Nos nervos mielínicos, a troca iônica se faz apenas no nódulo de Ranvier, e o impulso salta sobre as bainhas de mielina;
- Nesses nervos, a velocidade de condução é maior que nos nervos não mielinizados, podendo ser 50 vezes mais veloz;
- A condução saltatória é mais econômica que a condução contínua em nervos não mielinizados, pois o dispêndio de energia metabólica é menor.
• Condução Ortodrômica e Antidrômica
 
- Quando um nervo é estimulado, o impulso elétrico caminha igualmente em dois sentidos; 
- A condução no sentido naturalmente programado para o nervo é chamada de ortodrômica (ortos, certo; dromos, pista); 
- A que se propaga em sentido contrário é a antidrômica (anti, contra; dromos, pista)
- Entre os mecanismos naturais para impedir a condução antidrômica, existem as sinapses; 
- Tanto as sinapses excitatórias, como as inibitórias, bloqueiam os impulsos antidrômicos.
• Sinapses Inibitórias e Excitatórias
- A transmissão do impulso nervoso entre dois nervos, ou entre o nervo e um efetor, como o músculo, é feita através de estruturas denominadas sinapses. 
- A sinapse é uma espécie de relé elétrico; 
- Existem vários tipos de sinapses;
- Em toda sinapse há uma junção da parte terminal de um axônio de uma célulapré-sináptica, com os dendritos ou a soma de 
uma célula pós-sináptica; 
- A transmissão da informação da fibra pré para a pós-sináptica é feita através de um mediador químico (na grande maioria das sinapses), ou através de contato elétrico (tipo especial de sinapse); 
- Existem ainda sinapses mistas, onde há condução química e elétrica. 
• Funcionamento das Sinapes
 
- Nas sinapses elétricas, o impulso que chega é rapidamente transmitido à fibra pós-sináptica, com um mínimo período de latência; 
- Nas sinapses onde a mediação do impulso é através da liberação de uma substância química, há sempre uma latência maior para aparecimento do pulso pós-sináptico; 
- Essa latência pode chegar a 1,5 ms, tendo um tempo mínimo de 0,5 ms para saltar da fibra pré para a pós-sináptica;
- A substância liberada pela vesícula, o mediador químico que é capaz de transmitir o impulso, chama-se geralmente de neurotransmissor; 
- Vários neurotransmissores já foram identificados com certeza, e muitas substâncias são ainda estudadas como possíveis neurotransmissores.
- A natureza do neurotransmissor determina se o impulso que chega na fibra pré-sináptica vai passar (sinapse excitatória), ou se vai ser bloqueado (sinapse inibitória).
- A sinapse excitatória, o PA chega à extremidade pré-sináptica, e libera o neurotransmissor das vesículas.
- Esse mediador liberado atravessa a fenda sináptica e se localiza me receptores específicos, resultando me aumento da permeabilidade da membrana a pequenos íons, especialmente ao íon Na+;
- A penetração dos íons Na+ despolariza a membrana pós-sináptica e quando suficientemente intensa, inicia um PA que continua no mesmo sentido do anterior; 
- Na sinapse inibitória o processo é semelhante, mas o neurotransmissor liberado aumenta a permeabilidade aos íons K+, e especialmente ao íon , que penetra na membrana pós-sináptica, provocando uma hiperpolarização: 
- O interior fica mais negativo, o exterior mais positivo; 
- Assim, o PA que chega não consegue despolarizar a célula, e não passa.
• Natureza Química dos Neurotransmissores
- Os mediadores das sinapses excitatórias são mais bem conhecidos; 
- Em um grande número de sinapses (em todas as parassimpáticas, e inclusive algumas sinapses simpáticas), a acetilcolina é o • mediador; 
- Essas sinapses se denominam colinérgicas;
- Em quase todas sinapses simpáticas, o neurotransmissor é a norepinefrina, que dá o nome de adrenérgicas a essas sinapses. 
- Existem ainda outros mediadores de sinapses excitatórias, como a dopamina, a serotonina, a histamina e a substância P, que funcionam no sistema nervoso central (SNC); 
- O papel da histamina e substância P é ainda controverso;
- Os mediadores das sinapses inibitórias são ainda mal conhecidos, mas é possível que a glicina seja um desses neurotransmissores inibitórios; 
- Muitos polipeptídeos encontrados no SNC parecem desempenhar funções de neurotransmissores.
image4.png
image5.png
image6.png
image7.png
image8.png
image9.png
image10.png
image11.png
image12.png
image13.png
image14.jpeg
image15.png
image16.png
image17.jpeg
image18.png
image19.png
image20.png
image1.png
image2.png
image3.png